Lithium-Polimeer

Ik ben al een tijd bezig met het vinden van de juiste voeding voor alle elektriek in mijn toekomstige fiets. In eerste instantie was ik gefocussed op NiMh accu's. Maar zoals dat zo vaak gaat als je langere tijd over internet zwerft, je komt altijd wel in een of andere hoek iets tegen wat nog mooier is. Zo ook nu. Lithium-Polimeer accu's, ofwel kortweg LiPo. Het grote voordeel van deze accu's is het gewicht. Hieronder een lijst van de algemeen verkrijgbare accu's (12 volt)...

Type	Gewicht (gr)	Capaciteit (mA)
Lood	1700	4500
NiCd	1200	5000
NiMh	900	5000
Li-Po	360	5500

Zoals je ziet is het grote voordeel van LiPo accus het geringe gewicht. Maar elk voordeel heb zijn nadeel; en dit geldt dus ook voor LiPo accu's. Ze zijn erg gevoelig voor over- en onder belading. Dit is zelfs zo erg dat wanneer een LiPo accu wordt overladen deze kan ontploffen en verbranden. Zo'n accu brandt dan zeker een kwartier. Ik heb er filmjes van op internet gezien, en dat ziet er niet prettig uit. Gelukkig wordt bij een goede accu een plak elektronica geleverd die dit moet voorkomen. Zo'n electronische schakeling wordt verkocht onder de naam Protection Circuit Board (PCB) en behoedt de accu voor de volgende kwalen:

• overbelading ( meer dan 4.35 volt per cel)
• onderbelading ( minder dan 3.0 volt per cel)
• kortsluit detectie
• te sterke belasting van de accu

Een enkele LiPo cel levert een standaard voltage van 3.7V. Zelf wil ik m'n fiets-elektronica voorzien van 12V, dus dan kom ik met een aantal van 3 cellen op 11.1V uit. Nog een nadeel van LiPo cellen is de hoge prijs. Zeker de cellen die in de modelbouw worden aangeprezen zijn prijzig. Dat heeft echter een reden; deze accu's zijn erg zwaar belastbaar. Soms zelf tot 60A!. Onnodig te zeggen dat ik daar helemaal geen behoefte aan heb. Gisteren vond ik echter een site in Amerika die LiPo accu's levert die speciaal voor fietsverlichting zijn toegerust. En wat mooier is, de prijs is erg aangenaam. Dus gisteren heb ik bij batteryspace.com een 5500mA 11,1V LiPo accu besteld met een gewicht van 360 gram en een prijs van $70,-. Ben erg benieuwd.....

En er was licht !

Na maanden van denken, plannen, prakkizeren, overwegen, materiaal inslaan, zagen, gieten, vijlen, schuren, snijden, roeren, gieten, weer vijlen en schuren, weer gieten, vakantie houden, weer verder, LEDs bestellen, printplaten knutselen en andere niet bij name te noemen zaken is dan toch eindelijk de dag aangebroken waarop de ruwe versie van de lamp als 'af' kan worden beschouwd. Alle kappen in elkaar, 12 volt op de voeding en de vier LEDjes laten branden. Zie hiernaast het lichtende resultaat. Het beeld komt niet helemaal overeen met de werkelijkheid, hoofdzakelijk veroorzaakt door de bejaarde staat van mijn digitale camera.

Het drietal

Vandaag de LEDs op een proefprintplaat gemonteerd. Ik kom uit op twee LEDs per Dotlight voeding. Om de lamp een beetje mooi vol te krijgen kom ik uiteindelijk uit op acht LEDs; vier voor de verlichting en vier voor de remlichten. De voet is nu ook bijna af, er moet nog wat gladgeschuurd worden en hij krijgt nog een kleur (ik weet nog niet welke). Het geheel ziet er zo uit:

Talkpoeder

Na het maken van de voet en het (grof) afwerken ervan volgde het inmonteren van de LEDjes. Dit deed ik eerst op een proef printplaat, omdat ik nog wat wilde schuiven en rommelen om tot een zo mooi mogelijke verlichting te komen. De LEDjes zijn van het High Brightness fabrikaat en doen hun naam eer aan. Toen ik ze uit het postenvelop van de duitse firma Dotlight haalde zat er een brief bij met een waarschuwing om toch vooral niet recht in in een LEDje te kijken. Ze moesten eigenlijk beschouwd worden als kleine lasers. En inderdaad, ze overdreven niet. Een korte blik in zo'n ding stond garant voor een paar lasogen. Dit wil ik mijn toekomstige mede-weggebruikers natuurlijk niet aandoen, dus zon ik op een manier om dat licht wat diffuser te maken. Ik had nog genoeg giethars over, en ik wilde wel eens proberen of het mogelijk is om met dit spul een zogenaamde diffusor te maken, waarmee ik het licht wat kon verstrooien. Na wat proefjes en testjes kwam ik tot een goede combinatie; ik mengde simpelweg wat talkpoeder door de giethars en goot het mengsel in de juiste vorm. Na wat geknoei met de juiste dosering had ik uiteindelijk de volgende diffusor gefabriceerd:

De harsvoet

Het resultaat van de siliconen-giet-actie van eergisteren was matig; veel bellen in de siliconenmal. Maar aangezien ik door mijn pot siliconenrubber heen was en ik zo snel geen nieuwe kon kopen, moest ik maar het even met deze mal doen. Na de mal met tandenborstel en water van oude gipsresten ontdaan te hebben, heb ik het geheel klaargemaakt voor het gieten van de hars-voet. Het kartonnen bakje dat ik voor de siliconenmal gebruikt had, diende nu als malhouder. Hiermee voorkwam ik dat de mal tijdens het gieten zou doorbuigen, waardoor de vorm wel eens niet goed zou kunnen aansluiten bij de lamp.

Na het gieten met giethars weer een dag wachten. Schrik niet, maar zo kwam de voet uit de siliconen mal (maar het kwam gelukkig allemaal goed hoor...)

Een nieuwe mal

Na veel schaven en schuren werd het dan toch eindelijk tijd om de lampevoet te vereeuwigen middels een siliconenbad. Ik had er vooraf een hard hoofd in want het gipsen/alabastine ding bleef bros en breekbaar. Het maken van de gietbak werd zo langzamerhand routine. Deze keer beplakte ik de binnenkant van de kartonnen bak met plakband, zodat de siliconen er zometeen wat makkelijker uit gaan. De voet in de gietbak, siliconen mengen met harder, gieten en 24 uur wachten

Witte voeten

Na lang experimenteren en nog langer rommelen uiteindelijk een manier gevonden om een lampe-voet te maken voor het achterlicht. De eerste 'prototypes' maakte ik (zoals gewoonlijk) van gips. Ik zette de kap van de lamp op twee ijzeren draden en dichtte de kap onder af. Met gips boetseerde en kleide ik vervolgens met een mal een gipsen 'ornament' rond de kap. Zoals het een prototype betaamt kwam ik twee problemen tegen. Probleem één; er bleef te weinig ruimte over om de printplaat en de LEDs onder de kap kwijt te kunnen. Probleem twee: het gips was te bros om achteraf te worden nabewerkt.

Probleem één heb ik opgelost door de voet iets te verhogen en een verlaagde mal in de lampekap te maken (weer van gips). Zo ontstaat er een verdieping in de voet waarin straks de printplaat valt. Punt twee heb ik opgelost door in plaats van gips Alabastine Allesvuller te gebruiken. Dit droogt een stuk langzamer dan gips en is dus ook langer na te bewerken. Hieronder een foto van de lampekap op z'n metalen onderstel.


De witte voet die onder de lamp uitsteekt is de mal die voor de 'verdieping' van de gipsen voet moet zorgen. Hij is ingepakt in plastic en plakband, anders krijg ik 'm niet los van de voet. Hieronder de gipsen voet direkt na het verwijderen van de lampekap. Zoals te zien is, moet het geheel nog fiks bijgewerkt worden, want dit ziet er niet uit.

Voetje

De lamp die ik maakte moet natuurlijk voorzien worden van de nodige electronica, en moet daarbij waterdicht op de Quest gemonteerd worden. Nu had ik al wat ideeën over een voet, maar hoe ik het een en ander kon maken, daar was ik nog niet over uit.

Vandaag een psychologisch belangrijke dag; dit jaar wordt m'n Quest geleverd ! Dat gebeurt weliswaar pas in september, maar toch. Mensen die op dit moment een fiets bij Velomobiel bestellen moeten daar nog drie jaar op wachten. Voordat de fiets af is heb ik in ieder geval nog een aantal projecten die afgerond moeten (kunnen/mogen) worden:

• Accu indicatoren.
• Een derde licht op het trekhaak-punt. Om beter op te vallen in stadsverkeer.
• Knipperlichten met hoge rendements LEDs erin, de standaard knipperlichten zijn volgens de veel fietsers te zwak.
• Nadenken over Luxeon verlichting en de mogelijkheid deze te dimmen.
• Ook nadenken over welke accu er in de fiets gaat; NiMH of Li-Polymer.

Maar eerst moet de lamp af.

Meten is weten

Zoals ik al eerder zei, ik wil 12V accus in m'n fiets gaan gebruiken. Zo'n accu levert natuurlijk niet altijd precies 12V, dit zakt als de accu leeg gaat raken. Om te voorkomen dat ik dan ineens in het donker kom te staan wil ik eerst weten wat die Microcon voeding doet bij verschillende spanningen en met meerdere LEDs. De voeding kan bij 12V vijf rode LEDs van 30mA (in serieschakeling) voeden. Een LED is nogal gevoelig voor de stroomsterkte die er doorheen gaat, de spanning kan 'm wat minder schelen. De Microcon zorgt ervoor dat bij een variabele spanning de stroomsterkte constant op 30mA blijft. Met spanningsmeter en variabele voeding bouw ik een testopstelling. Deze gegevens pletter ik in een excel sheet en maak er een mooi grafiekje van:



Het is duidelijk dat er gelijk een aantal configuraties uitvallen; vijf LEDs is eigenlijk alleen te gebruiken als de spanning constant op 12V blijft. Vier LEDs gaat nog net, en met drie LEDs heb je bij een accuspanning van 7,5V nog goed licht. Met één LED gaat de regelaar bij 12V raar doen, en brandt de LED veel te fel, dat houdt ie niet lang vol. De keuze van het aantal LEDs hangt ook af van het type accu dat eraan gaat hangen NiMH accu's zijn vrij flexibel in gebruik, maar Li-Ion en helemaal Li-Polymer accu's mogen in een 11,1V configuratie niet verder ontladen worden dan 9V. En omdat ik nog niet weet wat voor'n accu's ik ga gebruiken..... hou ik het even op 2 of 3 LEDs per Microcon voeding.

Even iets anders.

De kap van het achterlicht is nu af, maar daarmee ben ik er nog niet. Ik zal de kap ook nog moeten voorzien van LEDs en electronica, en ik moet het hele spul ook nog waterdicht op de fiets kunnen monteren. Om met het eerste te beginnen: de verlichting. In deze tijd gaat men natuurlijk niet rommelen met gloeilampjes, maar gebruikt men LEDs. Nu zijn die in vele soorten en maten te verkrijgen, dus dat is geen probleem. Wat wel een probleem is, is de voeding. Ik ben van plan op een of twee 12V accu's in mijn Quest te gaan gebruiken, en daar houdt de gemiddelde LED niet van. Die voelt zich pas happy bij een voltage van tussen de 2 en 3V. Nu kan je dit voltage wel omlaag brengen door weerstanden te gebruiken, maar dat is weer niet zo zuinig in accu-verbruik. In fietswinkels word je doodgegooid met fietsverlichting. Deze werken allemaal met spanningen tussen de 3 en 6 volt, en dit doen ze nog energiezuinig ook. Deze lampen maken gebruik van slimme electronische schakelingen. Zo'n slimme schakeling wil ik ook. Weer zoek ik mijn toevlucht op internet. Ik vind genoeg over LEDs, maar slimme schakelingen vind ik niet. Wel her en der wat verouderde prints, waarvan de onderdelen niet meer te krijgen zijn. Uiteindelijk vind ik in Duitsland een bedrijf dat behalve een hele hoop LEDs ook voedingen voor LEDs verkoopt. Het heet Dotlight en na enig zoeken vind ik de juiste voeding. Het kleinood luistert naar de naam Microcon DC30 en kan vijf rode LED's bij een spanning van 12V voeden. Dat ziet er goed uit. Het ding kost maar €2,49. Omdat ik ook nog een remlicht in het achterlicht wil monteren en ik niet weet wat ik er verder mee ga doen, bestel ik er zes. Ook bestel ik wat High Brightness (rode) leds. Verder heb ik nog even verlekkerd over de site gedwaald, ze hebben een hoop mooie spullen, en vooral een hoop mooie accesoires. Hier kom ik nog eens terug....